專利名稱：一種基于視頻信號處理的斷紗檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一 種紡織行業(yè)織布機(jī)斷紗的檢測方法。
背景技術(shù)：
紡織業(yè)在中國的國民經(jīng)濟(jì)中占有非常重要的地位，作為傳統(tǒng)的勞動密集型產(chǎn)業(yè)，對中國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了不可替代的支柱性作用。根據(jù)中國紡織工業(yè)聯(lián)合會的一份內(nèi)部文件顯示，2012年，中國的紡織行業(yè)就業(yè)總?cè)藬?shù)已經(jīng)從2000年的1300多萬人次增加到2000萬人次左右，年銷售收入2000萬元以上的企業(yè)達(dá)到了 3. 67萬戶。令人擔(dān)憂的是，這一就業(yè)人數(shù)龐大的行業(yè)正在遭遇階段性難題。貿(mào)易量的銳減和微薄的利潤空間，使一些企業(yè)面臨巨大的生存壓力。因此，如何提高生產(chǎn)效率，節(jié)約資源和人員成本成為紡織業(yè)企業(yè)生存和發(fā)展的重中之重。紡織生產(chǎn)過程中普遍存在的一個大問題是由于斷針或鉤紗造成的浪費(fèi)很嚴(yán)重。而現(xiàn)今普遍的解決方法是派人員把守，定期不間斷的巡查每臺織布機(jī)是否存在斷紗的情況，一有發(fā)現(xiàn)，馬上手動停機(jī)，進(jìn)行維修。這不僅人員投入大、工作量大、效率低，而且會因?yàn)闆]有及時發(fā)現(xiàn)問題而造成大批的織布報廢。如今市面上所用的斷針檢測器或者斷紗檢測器多為光電式、霍爾感應(yīng)式、激光式。這類檢測器容易受到紡織廠惡劣工況(如振動、粉塵等)影響，而且一般只檢測一個點(diǎn)，容易造成誤檢。本發(fā)明基于視頻信號處理技術(shù)進(jìn)行斷紗檢測，具有抗干擾能力強(qiáng)、檢測面積大的優(yōu)點(diǎn)，是一種替代傳統(tǒng)斷紗檢測技術(shù)的新方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明利用攝像拍照技術(shù)和視頻信號處理技術(shù)，通過高速攝像頭捕捉紗布畫面，并采用高速Α/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行圖像模擬信號的采樣及模數(shù)轉(zhuǎn)換，利用FPGA (FieldProgrammable Logic Devices)技術(shù)對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的分析與處理,并根據(jù)處理結(jié)果輸出信號控制機(jī)器停機(jī)，同時向手持終端發(fā)出報警信號。


圖I是基于視頻信號處理的斷紗檢測系統(tǒng)的組成框圖。紗布圖像通過高速攝像頭采集，其輸出的模擬信號經(jīng)過高速Α/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閳D像數(shù)字信號，F(xiàn)PGA對圖像數(shù)字信號進(jìn)行高速并行處理，處理結(jié)果存在斷紗現(xiàn)象則輸出停機(jī)信號給紡織機(jī)控制器控制停機(jī)，同時輸出報警信號經(jīng)由有源射頻識別RFID (Radio Frequency Identification)無線電路發(fā)射到手持終端，手持終端可顯示發(fā)生斷紗的機(jī)器編號。
具體實(shí)施例方式紡織機(jī)所織紗布一般為純色(如白色)，如果沒有斷紗，由攝像頭采集的整幅圖像灰度值一致，一旦出現(xiàn)斷紗(一般為垂直方向斷了一根線)，則會出現(xiàn)某一縱軸方向的圖像灰度值異常。本專利就是基于這個原理來實(shí)現(xiàn)斷紗檢測的。由于斷紗檢測對實(shí)時性要求很高，織布機(jī)工作時還會做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，所以必須采用高速攝像頭進(jìn)行圖像采集，否則容易造成重影，導(dǎo)致誤檢。而為了不漏檢，系統(tǒng)必須具備高速的數(shù)據(jù)處理能力，因此，采用高速Α/D轉(zhuǎn)換器對圖像信號進(jìn)行采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換，并采用運(yùn)行速度快、并行處理能力強(qiáng)的FPGA直接對圖像信息進(jìn)行處理。由于FPGA是直接用硬件電路實(shí)現(xiàn)對信號的處理，具有運(yùn)算速度快、并行性高的特點(diǎn)，相比用軟件實(shí)現(xiàn)的單片機(jī)和DSP等處理器有不可比擬的優(yōu)勢，可以大大提高信號處理的實(shí)時性。由于本發(fā)明采用攝像的方式，檢測的是一個面，因此可以大大降低誤檢的概率。對于出現(xiàn)的斷紗圖像信號，可以設(shè)定一個閾值，當(dāng)超過該閾值的灰度值異常像素點(diǎn)個數(shù)，且異常像素點(diǎn)縱坐標(biāo)非常接近時，則可判斷有斷紗產(chǎn)生，立即給紡織機(jī)控制器發(fā)出停機(jī)信號，同時通過RFID發(fā)射報警信號到手持終端。相比于傳統(tǒng)的點(diǎn)檢測，面檢測的優(yōu)點(diǎn)在于，不容易受到環(huán)境和工況的影響，可以根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)定閾值，且在信號處理方面具有一定的智能化特點(diǎn)。另外，為了減少人員的投入、減輕工人的負(fù)擔(dān)，使本發(fā)明的斷紗檢測方法更具有智 能化和實(shí)用化，將多臺的斷紗檢測信號通過一個手持終端進(jìn)行匯總。手持終端與各臺斷紗檢測器之間采用無線電通信，一方面避免了布線的困難，另一方面使得人員操作更加靈活，手持終端可隨身攜帶，無需固定在一個地方。
權(quán)利要求
1.一種紡織機(jī)斷紗檢測方法，其特征在于系統(tǒng)由高速攝像頭、高速A/D轉(zhuǎn)換器、FPGA、有源RFID和手持終端等構(gòu)成，斷紗檢測時，檢測的是ー個面而不是ー個點(diǎn)，并通過圖像信號的灰度值異常像素點(diǎn)個數(shù)超過設(shè)定閾值，且異常像素點(diǎn)縱坐標(biāo)非常接近時來判斷存在斷紗，圖像信號的分析和處理均由FPGA硬件實(shí)現(xiàn)，手持終端和各臺斷紗檢測器之間則通過有源RFID無線電進(jìn)行通信。
全文摘要
本發(fā)明屬于紡織行業(yè)信號檢測和處理領(lǐng)域，涉及一種織布機(jī)斷紗檢測的方法。該方法能夠彌補(bǔ)現(xiàn)有斷紗檢測的不足，以面代點(diǎn)，使得斷紗檢測更為準(zhǔn)確和可靠。其系統(tǒng)由高速攝像頭、高速A/D轉(zhuǎn)換器、FPGA、有源RFID和手持終端等組成。通過高速攝像頭捕捉紗布畫面，并采用高速A/D轉(zhuǎn)換器對圖像模擬信號進(jìn)行采樣及模數(shù)轉(zhuǎn)換，利用FPGA(FieldProgrammableLogicDevices)技術(shù)對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的分析與處理，并根據(jù)處理結(jié)果輸出信號控制機(jī)器停機(jī)，同時通過有源RFID向手持終端發(fā)出無線電報警信號。
文檔編號D04B35/14GK102864559SQ201210361409
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者王玉鳳, 范必雙 申請人:長沙理工大學(xué)